Сам тиреоглобулін не потрапляє в кровотік в будь-яких вимірних кількостях; тироксин і трийодтиронін повинні спочатку отщепить від тиреоглобуліну і тільки після цього вільні форми гормонів можуть вивільнятися.Послідовність подій така: апикальная поверхню клітини щитовидної залози випускає псевдоподии, до яких тісно прилягають маленькі частинки колоїду, потім з них формуються піноцитозні вакуолі, що надходять в клітину з боку апікальної мембрани. Потім лізосоми цитоплазми клітини негайно зливаються з бульбашками, утворюючи травні вакуолі, в яких лізосомальні травні ферменти змішуються з колоїдом.
Численні протеази сприяють перетравленню тиреоглобуліну і вивільненню тироксину і трийодтироніну, які потім дифундують з базальних відділів клітин щитовидної залози в навколишні капіляри, таким чином потрапляючи у кров.
Майже 3/4 йодованого тирозину в тиреоглобулине ніколи не стануть гормоном, зберігаючись у вигляді моно-і дійодтірозіна. В процесі ферментативного розщеплення тиреоглобуліну, що вивільняє тироксин і трийодтиронін, відтиреоглобуліну також відщеплюється йодований тирозин. Тим не менш, в кровотік він не проникає, а замість цього розщеплюється ферментом дейодінази, який фактично весь готівковий йод робить придатним для повторного використання при утворенні додаткових кількостей гормонів в клітинах щитовидної залози. У осіб з природженою відсутністю цього ферменту виявляється дефіцит йоду у зв'язку з неможливістю повторного його використання в процесах синтезу.
Добова секреція тироксину і трийодтироніну. Щитовидна залоза виробляє майже 93% тироксину і лише 7% - трийодтироніну. Однак в наступні кілька днів майже половина тироксину повільно дейодіруется, додатково утворюючи трийодтиронін, тому гормоном, використовуваним тканинами, стає головним чином трийодтиронін - приблизно близько 35 мкг /сут.
Тироксин і трийодтиронін зв'язуються з білками плазми. Потрапивши в кров, 99% тироксину і трийодтироніну негайно зв'язуються з білками плазми крові, синтезуються печінкою, головним чином з тироксин-зв'язуючим глобуліном і в меншій мірі - з тироксинозв'язуючим преал'буміном і альбуміном.
Тироксин і трийодтиронін надходять в тканини повільно. У зв'язку з високою спорідненістю до транспортних білків плазми крові гормони щитовидної залози, особливо тироксин, надходять в тканини повільно. Для вступу в тканини половини присутнього в крові тироксину потрібні близько 6 діб, а для трийодтироніну у зв'язку з його меншим спорідненістю до білків плазми - приблизно 1 добу. Потрапивши в клітини, гормони знову зв'язуються з білками, причому тироксин - більш міцно, ніж трийодтиронін. Отже, гормони зберігаються в самих клітинах-мішенях, де вони повільно використовуються протягом декількох діб або тижнів.
Тиреоїдні гормони включаються в роботу повільно, але володіють більшою тривалістю дії. Протягом 2-3 діб після введення людині великих доз тироксину істотних змін швидкості обмінних процесів не спостерігають, що вказує на тривалий латентний період прояву активності тироксину. Як тільки активність виявляється, вона починає наростати, досягаючи максимуму на 10-12 діб, потім знижується. Період напіввиведення гормону становить приблизно 15 діб. Деякі прояви активності гормону зберігаються від 6 тижнів до 2 міс.
Трийодтиронін починає діяти в 4 рази швидше, ніж тироксин, латентний період складає від 6 до 12 год, максимальна активність в клітинах спостерігається на 2-3 добу.
Найбільш вірогідним поясненням тривалого латентного періоду і великої тривалості дії йодовмісних гормонів може бути їх зв'язування з білками плазми, а також з внутрішньоклітинними протеїнами і, як наслідок, - повільним їх вивільненням. Однак, як ми побачимо далі, тривалий латентний період може бути пояснений особливостями здійснення функціональних впливів у клітинах, властивими гормонів щитовидної залози.